Risques de contournement et stratégies de gestion durable des résistances aux potyvirus chez le piment

• Auteur / Autrice : Bérenger Janzac
• Direction : Alain Palloix
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie intégrative des plantes
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Montpellier SupAgro

Mots clés

Mots clés contrôlés

Potyvirus

Piments (fruits)

Mots clés libres

Biologie végétale

Durabilité des résistances

Contrainte évolutive

Résumé

Risques de contournement et stratégies de gestion durable des résistances aux potyvirus chez le piment. Aucune méthode de lutte curative n’est disponible pour limiter les dégâts dus aux infections virales et l’utilisation de plantes génétiquement résistantes constitue la seule option offrant une protection efficace contre ce type de pathogène. Cependant, l’utilisation de ces résistances induit de fortes pressions de sélection sur les populations virales, augmentant ainsi les risques d’émergence d’isolats dits ''virulents''. Un des enjeux dans ce domaine consiste donc à comprendre l’évolution des populations virales afin de mettre en place des systèmes de gestion durable des résistances. Alors que l’utilisation de certaines résistances exploitées pour lutter contre les virus a été compromise par l’apparition d’isolats virulents, la résistance conférée par le gène Pvr4 chez le piment, qui permet de lutter contre plusieurs potyvirus, s’avère être hautement durable. Dans ce contexte, notre objectif a été d’analyser les mécanismes d’adaptation des potyvirus à la résistance conférée par Pvr4 afin (i) d’expliquer la durabilité observée pour ce gène, (ii) d’estimer les risques d’émergence de populations virales capables de contourner Pvr4 et (iii) de définir des stratégies de gestion durable de cette résistance. Nous avons établi que Pvr4 conférait une résistance totale aux isolats appartenant à six espèces de potyvirus. Nous avons aussi établi que le phénotype de la résistance due à Pvr4 dépendait à la fois de l’isolat, de l’espèce virale et des organes de la plante qui étaient inoculés, se caractérisant par une ''extrême résistance'' au niveau des feuilles inoculées et par des réactions d’hypersensibilité au niveau des cotylédons. L’analyse moléculaire d’isolats de PVY virulents vis-à-vis de Pvr4 a permis de mettre en évidence que la région codant pour l’ARN polymérase ARN dépendante du PVY (protéine NIb) constituait le facteur d’avirulence vis-à-vis de Pvr4 et que la substitution d’un seul nucléotide (changeant également l’acide aminé correspondant) était responsable du passage de l’état d’avirulence à celui de virulence. Une étude comparée de la valeur adaptative (fitness) d’un clone de PVY portant la mutation de virulence et d’un clone quasiisogénique avirulent a montré que cette mutation entraînait une forte baisse de compétitivité de l’isolat virulent chez un génotype de plante sensible, expliquant la durabilité observée pour ce gène. Enfin, une étude de la durabilité de 20 gènes de résistances aux virus chez les plantes a permis de mettre en évidence que la contrainte évolutive s’exerçant sur les substitutions d’acides aminés dans les facteurs d’avirulence viraux permettait de prédire la durabilité des gènes de résistance correspondants. Au-delà du cas du gène Pvr4, la connaissance des déterminants de virulence et des contraintes évolutives s’exerçant sur ces derniers présente un intérêt générique pour orienter le choix des gènes de résistance afin de sélectionner des résistances potentiellement plus durables.